大功率绞车液压泵站与系统设计说明

1、.专业整理 .大功率绞车液压泵站及系统设计2013年 6月.学习帮手 .专业整理 .目录1 概述2 技术设计3 技术特性4 工作原理5 结构特征6 使用和操作7 故障分析与排除8 维护与保养.学习帮手 .专业整理 .1 概 述液压动力装置用于驱动绞车实现正转和反转，从而达到收放钢缆进行试验的目的。绞车液压动力装置主要由主泵组、冲洗泵组、阀组、油箱组件、液压马达组等构成。2 技术设计2. 1绞车负载扭矩要求2. 1. 1 主绞车：2. 1. 2 副绞车：2. 2绞车转速要求2. 2. 1 主绞车：钢 缆 最 高 速 度 为 3 m/ s 。钢 缆 的 卷 绕 直 径 为 ： 0. 8m则 主 绞

2、车卷 筒 最 高 转 速 为 ： 71. 7( r pm)2. 2. 2 副绞车：钢 缆 最 高 速 度 为 7 m/ s 。钢 缆 的 卷 绕 直 径 为 ： 1. 25m则 主 绞车卷 筒 最 高 转 速 为 ： 107. 0 ( r pm)2. 3液压动力装置设计计算2. 3. 1 液压动力装置构成根据绞车技术要求，设计基于开式回路的液压传动及控制系统。由于是大功率传动，需充分考虑节能，调速方式采用容积调速与节流调速相结合；并按钢丝绳收回和放出两个阶段，泵源压力进行高低压切换。两台绞车均采用大扭矩马达直接带动卷筒的方式。阀组由控制阀组、单向溢流阀组、2个换向阀组及压力阀组构 成 。控制阀

3、组由3个电磁换向阀6和溢流阀4（用作安全阀）组成，用于控制2个液压马达壳体冲洗的选择及2个液压马达制动器。单向溢流阀组由2个单向阀10和2个溢流阀12组成，以防止液压马达的吸空及过载。.学习帮手 .专业整理 .2个换向阀组CF1由插装式电液换向阀11、插装式液控单向阀9、插装式比例节流阀9组成，用于主绞车和副绞车的换向控制及放缆时的回油节流控制。油箱组件由油箱、吸油过滤器1、吸油过滤器21、吸油过滤器23、冷却器5、冷却器20、空气滤清器31等组成，用于储油和冷却等。液压马达组由2个液压马达、2个制动器和2个编码器等组成，用于驱动卷筒、制动及测速等。2. 3. 2 液压马达扭矩计算系 统 采

4、用 定 量 液 压 马 达 ,CA1 40 排 量 为 8 80 0c m3/ r ,CA100 排量 为 620 0c m3/ r , 最 高 允 许 工 作 压 力 可 达 35MPa 。 取 主 绞车液 压 马达工作压力为31.5 MPa ，副 绞车液 压 马 达 工 作 压 力 为 16MPa ，取 马达机械效率为96%,则额定输出扭矩为:主 绞车:31.510688001060.96m 42 kNmM242375 N副 绞车:16106628010 60.9613.13 kNmM215360 N m2. 3. 3 主泵、冲洗泵及油箱主 泵 选 用 比 例 变 量 柱 塞 泵 ， 最

5、大 排 量 19 3c m3 / r ，最 高 允 许 工作 压 力 可 达 35MPa 。取 泵 的 容 积 效 率 为 95%， 电 机 额 定 转 速 1 490 r p m， 3 个 主 泵 输出 的 最 大 流 量 为 ： 3 19 3 1.49 0.95=819.6(L/min)( q 1 , q 2 ) ，因此主泵排量满足要求。由于主绞车液压马达工作压力远大于副绞车液压马达的工作压力，而最大流量差别不大，因此电机功率验算只考虑主绞车最高转速时的情况。设定主绞车卷筒最高转速时3个主泵输出相同流 量 ，即 为 q 1 的 1/ 3（ 2 21. 4L / mi n）。其 中 一 个

6、主 泵 串 联 了 一 个 齿轮 泵 作 为 控 制 泵 ，其 排 量 为 11. 3 cm3 / r ，其 工 作 压 力 为 10 MPa , 取二泵的机械效率均为95%，则驱动功率:.学习帮手 .专业整理 .P (315 221.4 100 11.3 1490)1125.3(KW ) 液 压10006000.95马 达 的 冲 洗 流 量 需 求 约 为 20 L/ mi n ， 选 冲 洗 泵 为 啮 合 齿 轮 泵 ， 其噪 声 较 低 ，排 量 为 1 6 c m3 / r ，因 其 工 作 压 力 很 低 ，功 率 需 求 也 小 ，选 三 相 四 极 异 步 电 机 可 满 足

7、 要 求 。 这 时 输 出 流 量 约 为 2L/ mi n 。2. 3. 4 液压控制回路及先导控制阀液压控制回路包括控制泵源，先导控制阀等元件。先导控制阀 均 选 用 液 压 控 制 回 路 的 额 定 压 力 为 10 MPa ， 流 量 为 15L/ mi n。液压控制回路用作制动装置及2个比例节流阀的压力油源，当 主 泵 工 作 压 力 较 低 （ 小 于 4MPa ） 时 ， 也 用 它 作 为 控 制 油 源 。2. 3. 5 油液及其冷却油温过低时，先通过启动控制泵对油液加热；油温过高时，则通过水冷式冷却器，强化油液散热，使系统油温保持在许可围（正常温度3050、最高允许温度

8、80）工作。油温由温度计指示后，实现手动操作控制。3 技术特性3. 1相关技术指标3. 1. 1 绞车使用功能：主副绞车共用一套系统，两个绞车不要求同时工作。3. 1. 2：测试参数：系统具有实时测量记录与保存钢缆的运行速度和牵引力功能 。3. 1. 3 钢缆负载、收放速度及容绳长度：主 绞 车 最 大 牵 引 力 1 00k N，最 大 速 度 3m/ s ，容 绳 长 度 3 0m；副绞 车 最 大 牵 引 力 20 kN, 最 大 速 度 7m/ s ， 容 绳 长 度 100 m。3. 2 动 力3个主电机3个主泵最大排量控制泵排量冲洗泵电机冲洗泵排量3. 3液压马达技术要求主 绞 车

9、 液 压 马 达 排 量 8800c m3 / r ， 副 绞 车 液 压 马 达 排 量6 280 cm3 / r ， 直 两 者 接 驱 动 卷 筒 ， 无 级 变 速 ；.学习帮手 .专业整理 .调 速 围 ： 主 绞 车 1 - 71. 7 r pm， 副 绞 车 1 - 107 r p m， 最 低 稳 定 转速 ： 1. 5 r p m最 大 负 载 扭 矩 ： 主 绞 车 423 75Nm， 副 绞 车 153 60Nm。3. 4控制要求控 制 压 力 ： 10MPa 。控制方式：电控操纵装置。4 工作原理绞车液压动力装置为绞车提供可无级变速旋转的能源，并提供绞车辅助动作的控制装

10、置能源。液压动力装置由液压主系统，液压控制系统和辅助液压系统三部分组成，参照液压系统原理图 。液压主系统是一开式回路，由 3个力士乐(博世)公司生产的比例变量柱塞泵 A11VLO190 作为供油能源，以赫格隆(博世)公司CA系列定量液压马达作为执行机构，以2个插装式电液换向阀、2 个插装式比例节流阀及 3个溢流阀作为控制元件。系统开始工作时，根据绞车的转速需求，可启动 1个主泵 A，或 2个主泵 A、B或 A、C，或 3个主泵 A、B、C。因主泵 A串联了控制泵，主泵 A是必须要工作的。此时主泵输入电信号为 0，排量为最小(等于 0)，这样主泵的负载较小，电机起动电流也较小 。先说明主绞车的动

11、作过程，参见液压系统原理图。电液换向阀 15-3 断电，主系统最高压力由溢流阀 16 调定为 3 1. 5 Mp a； 同 时 插 装 式 电 液 换 向 阀 1 1 的 YA5 电 磁 铁 通 电 ， 主 泵19输出的高压油经插装阀 11-2和插装阀 9-1进入液压马达 7的右腔，液压马达 7带动卷筒正转，收回钢丝绳。液 压马达 7左腔的液压油经插装式电液换向阀 11-4、插装式比例节流阀 13和插装式背压溢流阀 14 回油箱。背压溢流阀 14 的调定压力为0. 7Mpa 。 此 时 比 例 节 流 阀 1 3 开 度 最 大 而 不 节 流 ， 液 压 马 达 7 的转速由输入比例减压泵的

12、电信号决定，主系统工作在容积调速状态，传动效率很高。切断主泵 19对液压马达 7的供油；同时电磁换向阀 6断电而工作在右位，使液压马达 7制动器腔与油箱接通，制动器锁住液压马达 7，使主绞车停转；同时使输入比例泵的电信号较小，泵排量较小，并使电液换向阀 15-3 通电，主系统压力由溢流阀.学习帮手 .专业整理 .1 7 调 定 为 2Mpa ， 这 样 主 泵 的 负 载 较 小 。使电液换向阀 15-3 通电，主系统压力由溢流阀 17 调定为 2 Mpa ； 同 时 插 装 式 电 液 换 向 阀 1 1 的 YA6 电 磁 铁 通 电 ， 主 泵 19 输出的液压油经插装式电液换向阀 11

13、-1进入液压马达 7左腔，电磁阀 9-2通电，插装阀 9-1开启，液压马达 7右腔的液压油经插装阀 9-1和插装阀 11-3，再经插装式比例节流阀 13和背压溢流阀 14回油箱。液压马达 7 带动卷筒反转，放出钢缆。此时液压马达 7的转速由比例节流阀 13的输入电信号决定，系统工作在回油节流调速状态。副绞车的动作过程与主绞车的动作过程相同，不再另述。控制泵 30串联在主泵 A上，是一个齿轮泵，其排量为 11.33c m / r ， 工 作 压 力10 MPa 。 泵 的 进 出 口 设 有 过 滤 器23 、 24 ， 用 于过滤杂质，确保比例控制回路的清洁度。控制泵为插装式比例节流 阀 1

14、3 提 供 压 力 油 ， 当 主 回 路 工 作 压 力 低 于4Mpa 时 也 为 主 泵二个冷却器分别用于主回路和控制回路的冷却。主回路从阀块 CF2 排出的油通过冷却器 22 回油箱。控制回路从溢流阀 29 排出的油及冲洗马达壳体后排出的油通过冷却器 5回油箱。当油箱温度超过 50时，应开启电磁水阀加以冷却。油温在 30左右是较理想的工作温度。5 结构特征绞车液压动力装置主要由主泵组、冲洗泵组、阀组、油箱组件、液压马达组等组成。主泵组安装在底座上，冲洗泵组、阀组（包含 5个阀块）及二个冷却器安装在油箱盖板上，液压马达组安装在绞车上。具体请参阅液压动力装置总装图。6 使用和操作使用前先检

15、查油箱液面高度，在液位计中应能看到油液面，液面在液位计的中间部位较好。检查各管接头是否已紧固。用点动方法检查主泵和冲洗泵电动机的转向，在电动机风扇侧观察应为顺时针方向，此时主泵的变量缸应在零位，即比例放大器应无信号输入。开启主泵 A及控制泵，检查有无异常声音，观察压力表 28，.学习帮手 .专业整理 .看 其 压 力 是 否 在 1 0Mp a 左 右 。 如 不 是 ， 可 调 节 直 动 溢 流 阀 29 而达到。主泵 B和主泵 C是否开启可根据绞车的转速需求而决定。开启冲洗泵，根据运行主绞车或副绞车确定电磁换向阀 6C 是否通电，以冲洗主绞车或副绞车液压马达壳体。两分钟左右后，可接通控制主绞车或副绞车制动器的电磁换向阀 6A 或 6B的电源，松开主绞车或副绞车制动器，并控制主泵 19 和比例节流阀 13 的输入电压，使液压马达低速旋转，此时负载应